(57)【要約】低いヤング率で、低い降伏応力、高い破断伸びに特性改善された金属テープ材料、及びそれよりなる太陽電池集電用インターコネクターなどの半導体実装用金属テープ材料を提供する。  面心立方構造を有する金属からなる金属テープ材料であって、面心立方構造の単位格子の結晶軸＜１００＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内で更に該金属テープ面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上１００％以下であり、面心立方構造の単位格子の結晶軸＜２１２＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内で更に該金属テープ材料面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２として、＜２１２＞優先配向領域の面積率と前記＜１００＞優先配向領域の面積率の合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である金属テープ材料。
2011115305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶構造が面心立方格子構造である金属を有する金属テープ材料であって、前記面心立方構造の単位格子の結晶軸＜１００＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上１００％以下であり、
かつ、
前記面心立方構造の単位格子の結晶軸＜２１２＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の前記第１方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２として、前記＜２１２＞優先配向領域の面積率と前記＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下であることを特徴とする金属テープ材料。
【請求項２】
前記第１方向が、前記金属テープ材料の長さ方向であることを特徴とする請求項１に記載の金属テープ材料。
【請求項３】
前記面積率Ａ１が、６５％以上９９．８％以下であり、
前記面積率Ａ２が、０．２％以上１２％以下であり、かつ、
前記合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である、
ことを特徴とする請求項１、又は２に記載の金属テープ材料。
【請求項４】
前記＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒は、前記金属テープ材料の上面、及び下面それぞれの少なくとも一部を形成し、
前記金属テープ材料の面内方向の前記結晶粒の結晶粒サイズは、４００μｍ以上であり、かつ、
前記結晶粒は、前記＜２１２＞優先配向領域を構成する結晶粒が内部に分散する組織を有する、
ことを特徴とする請求項１、又は２に記載の金属テープ材料。
【請求項５】
前記金属が、純度９９．９％以上の銅であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属テープ材料。
【請求項６】
表面が、融点が２５０℃以下の金属で被覆されることを特徴とする請求項１、又は２に記載の金属テープ材料。
【請求項７】
請求項１、又は２に記載の金属テープ材料が、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の幅で、５０μｍ超３００μｍ以下の厚さとしてなることを特徴とする太陽電池集電用インターコネクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属テープ材料に関する。より詳細には、半導体実装に使用される金属テープ材料に関し、特に太陽電池の集電に使用される太陽電池集電用インターコネクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池発電は、無尽蔵な太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電方式である。このため、太陽電池発電は、エネルギー問題を大幅に軽減する技術として、近年技術開発が活発になり、市場も大きく拡大している。【０００３】
現在、太陽電池の基板には、単結晶シリコン基板、又は多結晶シリコン基板が多く採用される。単結晶シリコン基板などを採用する太陽電池は、数１０ｃｍ平方程度の大きさを有する太陽電池セルと呼ばれる複数の基板により形成される。太陽電池を形成する複数の太陽電池セルの間を集電用配線で接続して、それぞれの太陽電池セルで生成された電気エネルギーを集電する。太陽電池セルと集電用配線との間の接続は、半田による溶融液相接合が多く採用される。この集電用配線は、集電用インターコネクターと称され、半田被覆された銅平角線により形成される。一般的に、銅平角銅線は、丸線を圧延して平角線（金属テープ）を形成することにより製造される。このような製造方法で製造するため、銅平角銅線は、厚さが薄く、かつ長尺を有する形状に製造することが可能である。【０００４】
一方、太陽電池は、発電電力を電流として出力するエネルギーデバイスである。このことから、集電用インターコネクターの断面積、及び集電用インターコネクターと太陽電池セルとの間の接続面の面積は、集電用インターコネクターに流れる電流量を考慮して決定する必要である。【０００５】
集電用インターコネクターを太陽電池セルに接合するために、集電用インターコネクター、及び太陽電池セルを昇温して液相接合した後に室温に冷却する処理を実施する必要がある。この処理において、太陽電池セルの主たる構造体であるシリコンの熱膨張係数と、集電用インターコネクターを構成する主たる構造体である銅の熱膨張係数との差に起因して、熱応力が発生する。金属とシリコンの室温近傍における代表的な線膨脹係数は、銅が１６．６×１０−６（Ｋ−１）、銀が１９×１０−６（Ｋ−１）、アルミニウムが２５×１０−６（Ｋ−１）、シリコンが３×１０−６（Ｋ−１）である。銅とシリコンを２００℃で接合した場合、約０．２６％の長さの差が生じる。そして、この長さの差に起因して、銅とシリコンの間に熱応力、及び反りが発生する。先に示すように、銅の熱膨張係数と、シリコンの熱膨張係数との比率は、約５倍と大きいため、発生する熱応力により、太陽電池セルは、変形し、又は破損する可能性がある。一方、シリコン材料が逼迫する状況に対応し、かつ太陽電池セルのコストダウンを図るために、太陽電池セルに使用される基板の薄型化が進んでいる。例えば、厚さ１８０μｍなど、非常に薄いシリコン基板が太陽電池セルとして使用されるようになってきている。このため、熱応力による太陽電池セルの破損は、更に大きな問題になっている。【０００６】
この問題を解決するために、集電用インターコネクターを軟質化する試みがなされている（例えば、非特許文献１参照）。金属のシリコンの熱膨張係数の差に起因する問題に対処するためには、集電用インターコネクターを軟質化させること、すなわち、ヤング率、及び降伏応力を低下させることが重要である。一般に、金属の降伏応力の指標として、０．２％耐力が用いられる場合が多い。集電用インターコネクターの場合も、歪みが０．２％程度のオーダーで導入されると予想される。このため、０．２％耐力を下げることは、金属側を降伏させ、熱応力、及び反りをさせることになる。金属を軟質化させるためには、焼鈍により転位密度を低下させる方法が、一般に採用される。しかしながら、焼鈍による軟化では、０．２％耐力の低減に限界があり、太陽電池セル基板のさらなる薄膜化などに対応することは困難である。そこで、集電用インターコネクターの構造、及び実装構造の改良、並びに集合組織の制御による種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００７】
特許文献１に記載される発明は、集電用インターコネクターの長さ方向に、波型部を形成することにより応力を解放する。また、特許文献２に記載される発明は、太陽電池セルの電極の長さ方向に、電極が形成されない非接続部を任意の間隔で形成することにより、集電用インターコネクターを接続した後の冷却工程における熱応力を低減する。更に、特許文献３に記載される発明は、０．２％耐力を低減するために、導体中心部の結晶方位（めっき線軸方位）を（２１１）方位に３０％以上の割合で配向させることによって、太陽電池セルの反りを低減する。【０００８】
太陽電池セルと、集電用インターコネクターとの間の接続構造を変更することにより熱応力を緩和する技術は、大変有効である。しかしながら、特許文献１に記載される技術では、必要な集電用インターコネクターの長さが長くなるため、集電用インターコネクターの材料費、及び電気抵抗が大きくなる可能性がある。また、特許文献１及び２に記載される技術では、太陽電池セルと、集電用インターコネクターとの間の接合面積が減少するため、接続抵抗が増加し、かつ接合部分（ノッチ部分）の電気抵抗が増加する可能性がある。したがって、このような技術とは別に、集電用インターコネクターの材質自体を更に低ヤング率化、低降伏応力化することによって、集電用インターコネクターの機械特性を改善することが強く求められている。なお、多結晶シリコン基板を用いた太陽電池以外の様々な種類の太陽電池においても、太陽電池の材料と、導電用導体とは材料が異なることから、同様の問題が生じるものと考えられる。【０００９】
一方、近年、金属からなるバンプを半導体ウエハ上に半田接続して、金属線、又は金属テープを接合するワイヤバンプが提案されている（例えば、特許文献４参照）。半田による接続を行う場合でも熱応力が発生する可能性があるため、上述の太陽電池の集電用インターコネクターと同様の問題が生じる可能性がある。【００１０】
なお、可撓性回路基板に使用される金属箔は、太陽電池用の集電用インターコネクター以外の実装用電気導体の機械特性を集合組織で制御する技術の一例である（例えば、特許文献５〜７参照）。特許文献５に記載の方法では、圧延面のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（Ｉ）が、微粉末銅のＸ線回折で求めた（２００）面の強度（Ｉ０）に対し、Ｉ／Ｉ０＞２０以上であることを要件としている。箔を繰り返し屈曲させた時の特性である疲労特性を向上させるためである。また、特許文献６に記載の方法では、金属箔が立方晶系の結晶構造を有する金属からなり、かつ、屈曲部における稜線から厚み方向に切った際の配線の断面が、［００１］を晶帯軸として（１００）から（１１０）への回転方向における（２０  １  ０）から（１  ２０  ０）の範囲に含まれたいずれかの面に主方位をなすことを要件としている。更に、特許文献７に記載の金属箔は、結晶の〔１００〕方向と圧延方向とのなす角度が１５度以内である結晶粒の面積率が８０％以上で、且つ結晶粒径が最大で５μｍ以下であることを要件としている。しかしながら、特許文献７に記載される圧延方向のみに配向した結晶粒径が小さい金属箔では、０．２％耐力の低減に限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−８０２１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８３１号公報
【特許文献３】特開２００８−１６８３３９号公報
【特許文献４】特開２００６−３１９００２号公報
【特許文献５】特許第３００９３８３号公報
【特許文献６】特開２０１０−３４５４１号公報
【特許文献７】特開２００７−１０７０３８号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】遠藤裕寿、他、日立電線：２００７年、２６巻１号、ｐ１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ヤング率、及び降伏応力が低く、かつ破断伸びが大きくなるように機械特性が改善された金属テープ材料、及びそれを用いてなる半導体実装用金属テープ材料、特に太陽電池集電用インターコネクターを提供することを目的とする。特に、長手方向のヤング率、及び降伏応力が低く、破断伸びが大きい金属テープ材料を金属テープ材料、及びそれを用いてなる半導体実装用金属テープ材料、特に太陽電池集電用インターコネクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）結晶構造が面心立方格子構造である金属を有する金属テープ材料であって、前記面心立方構造の単位格子の結晶軸＜１００＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上１００％以下であり、かつ、前記面心立方構造の単位格子の結晶軸＜２１２＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の前記第１方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２として、前記＜２１２＞優先配向領域の面積率と前記＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下であることを特徴とする金属テープ材料。
（２）前記第１方向が、前記金属テープ材料の長さ方向である（１）に記載の金属テープ材料。
（３）前記面積率Ａ１が、６５％以上９９．８％以下であり、前記面積率Ａ２が、０．２％以上１２％以下であり、かつ、前記合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である、ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の金属テープ材料。
（４）前記＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒は、前記金属テープ材料の上面、及び下面それぞれの少なくとも一部を形成し、前記金属テープ材料の面内方向の前記結晶粒の結晶粒サイズは、４００μｍ以上であり、かつ、前記結晶粒は、前記＜２１２＞優先配向領域を構成する結晶粒が内部に分散する組織を有することを特徴とする（１）〜（３）に記載の金属テープ材料。
（５）前記金属が、純度９９．９％以上の銅であることを特徴とする（１）〜（４）に記載の金属テープ材料。
（６）表面が、融点が２５０℃以下の金属で被覆されることを特徴とする（１）〜（５）に記載の金属テープ材料。
（７）（１）〜（６）のいずれか１項に記載の金属テープ材料が、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の幅で、５０μｍ超３００μｍ以下の厚さとしてなることを特徴とする太陽電池集電用インターコネクター。【００１５】
本発明に係る金属テープ材料は、同一物質を用いて従来の構成により形成される金属テープ材料と比較して、ヤング率、特に長さ方向のヤング率、及び降伏応力を大きく低減できる。このため、半田、又は導電性接着剤などにより本発明に係る金属テープ材料に接続される半導体基板にかかる応力を低減することが可能になり、半導体基板の反り、並びに接続界面、及び半導体基板の破壊を抑制することができる。また、本発明に係る金属テープ材料を用いて太陽電池等の集電用インターコネクターを形成した場合には、熱応力による太陽電池セルの破損を低減できる。更に、破断伸びを大きくすることによって、実装時に張力が印加されたときに生じる機械的応力、若しくは接合後に冷却した後、又は使用時の温度変化による熱応力による金属線が破断する危険性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
図１は、本発明に係る実施形態である集電用インターコネクターが線実装される太陽電池を概略的に示す図である。
図２は、本発明に係る金属テープ材料の実施形態を概略的に示す図である。
図３は、本発明に係る実施例の金属テープ材料の幅広面の組織の一例を示す図である。
図４は、本発明に係る太陽電池集電用インターコネクターとの比較例である太陽電池集電用インターコネクターの幅広面内の組織の一例を示したものである。
図５は、本発明に係る太陽電池集電用インターコネクターとの比較例である太陽電池集電用インターコネクターの幅広面内の組織の他の例を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る金属テープ材料は、太陽電池セル、及び半導体チップ等の半導体表面に接続され、集電、及び電気信号伝達に使用される。本発明に係る金属テープ材料は、以下に詳細に説明される。以下の詳細な説明で使用されるとき、用語「線実装」は、集電し、又は電気信号回路を形成するために、半導体表面に金属テープ（長尺導体）を線状、すなわち２次元的に線接触で接続する実装形態をいい、用語「金属テープ面」は、半導体表面と金属テープとが接合される面をいう。また用語「Ｌ方向」は、線実装で使用する金属テープ導体の長さ方向をいい、用語「Ｄ方向」は、半導体表面との法線方向をいい、用語「Ｗ方向」は、Ｌ方向とＤ方向のいずれにも直交する方向をいう。一般にテープ面は、Ｌ方向の辺がＷ方向の辺よりも長い幅広面である。
【００１８】
図１は、本発明に係る実施形態である集電用インターコネクターが線実装される結晶型の太陽電池の一部を概略的に示す図である。
図１に示すように、太陽電池の一部は、太陽電池セル１ａ、１ｂ、及び１ｃと、金属テープである集電用インターコネクター２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄとを有する。太陽電池セル１ａ、１ｂ、及び１ｃと、集電用インターコネクター２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄとは、半田、又は導電接着剤により機械的、電気的に接合されることによりそれぞれ線実装される。より具体的には、集電用インターコネクター２ａ、及び２ｂは、太陽電池セル１ａの表面、及び太陽電池セル１ａのＬ方向３の方向に隣接して配置される太陽電池セル１ｂの裏面に線実装される。ここで、表面は、Ｄ方向４の正方向に向く面をいい、裏面は、Ｄ方向４の負方向に向く面をいう。集電用インターコネクター２ｃ、及び２ｄは、太陽電池セル１ｂの表面、及び太陽電池セル１ｃの裏面に線実装される。このように集電用インターコネクター２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄにより接続されることにより、太陽電池セル１ａ、１ｂ、及び１ｃは、電気的に直列接続される。集電用インターコネクター２ａ、及び２ｂは、Ｗ方向５の方向に適当な間隔を空けて配置される。同様に、集電用インターコネクター２ｃ、及び２ｄは、Ｗ方向５の方向に適当な間隔を空けて配置される。
【００１９】
図２は、テープ状金属、又はテープ状導体である本発明に係る金属テープ材料２１〜２６の実施形態を概略的に示す図である。金属テープ材料２１〜２６の上面、及び下面それぞれの一部は、太陽電池セル１に接合される。また、金属テープ材料２１〜２６において電流は、矢印Ａで示す方向、又は矢印Ａの反対の方向に流れる。金属テープ材料の電流方向に垂直方向の断面、すなわち矢印Ａに対向する断面は、様々な形状にすることができる。図２（ａ）に示される金属テープ材料２１では、矢印Ａに対向する断面は、横長状の長方形である。また、図２（ｂ）に示される金属テープ材料２２では、矢印Ａに対向する断面は、図２（ａ）に示される金属テープ材料２１と異なり、４つの頂点部が直角でなく丸みを有する形状である。更に図２（ｃ）に示される金属テープ材料２３では、矢印Ａに対向する断面は、全体が外側に膨らむように湾曲する縦辺を有する。
【００２０】
また、金属テープ材料は、金属芯材６と、金属芯材６を被覆する導電性接合剤７を備えてもよい。図２（ｄ）に示される金属テープ材料２４では、金属芯材６は、上面、下面、及び側面の全面に導電性接合剤７により被覆される。また、図２（ｅ）に示される金属テープ材料２５では、金属芯材６は、上面、及び下面それぞれに導電性接合剤７により被覆される。更に、図２（ｆ）に示される金属テープ材料２６では、金属芯材６は、上面のみ導電性接合剤７により被覆される。導電性接合剤７は、金属テープ材料２４〜２６が集電用インターコネクターとして使用されるときに、太陽電池セルと接合するために使用される接着剤である。具体的には、導電性接合剤７は、半田、及び熱硬化性の導電性接着剤などである。
【００２１】
しかしながら、本発明に係る金属テープは、必ずしも半田、又は導電性樹脂により被覆される必要はない。半田テープ、ペースト、又は導電性接着剤により線実装する場合、本発明に係る金属テープは、金属テープ材料２１〜２３のような裸導線でよい。金属テープ材料２１〜２３のような裸導線は、裸金属テープとも称される。好適には、裸金属テープは、ベンゾトリアノールのような防錆剤が表面に塗布される。また好適には、太陽電池の集電用インターコネクターを始めとする半導体線実装用の材料として裸金属テープを使用する場合、裸金属テープは、半田めっき、又は導電性接着剤が被覆される。この場合、金属テープは、半田リボンとのアライメントは必要ないので、外部から接合材料を供給する必要がないため、接合プロセス、及び装置を簡素化できる。また、半田めっき、又は導電性接着剤が被覆された材料は、耐食性にも優れるので、保存性に優れるという利点も有する。
【００２２】
本発明では、被覆用金属の融点は、低い方が望ましい。被覆用金属として低融点の金属を採用することにより、線実装時に生じる熱歪を低減するためである。具体的には、被覆される金属の融点は、２５０℃以下であることが望ましい。被覆用金属は、単相（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｈａｓｅ）でなくてもよい。被覆用金属は、線実装時、すなわちリフロー時に、２５０℃以下で溶融すればよい。結晶シリコン型の太陽電池の集電用インターコネクターとして使用される場合、被覆用金属の融点は、１８０℃以上であることが望ましい。被覆用金属は、太陽電池セルを封止するエチレンビニルアセテート等の充填材の重合温度で再溶融しないことが必要であるためである。
【００２３】
上記条件を満たす被覆用金属は、鉛系半田、錫系半田などである。環境問題を考慮すると、本発明において、導体を被覆する材料として錫系半田を採用することが最も望ましい。錫の融点は、２３２℃である。しかしながら、錫に銀を添加することにより、２２１℃まで融点を下げることが可能である。この場合、銀の組成は、３．５質量％である。しかしながら、他の添加元素、接合性、及び接合強度などを考慮して、銀の組成は、１〜４質量％の範囲にしてもよい。銀に加えて銅を添加することにより、被覆用金属の融点は、２１７℃まで低下させることができる。この三元共晶組成において、銀の組成は、３．８質量％であり、銅銀の組成は、０．５質量％であり、他の組成は、錫にできる。しかしながら、他の添加元素、接合性、及び接合強度を考慮して、銅銀の組成は、０．４〜１．０質量％にすることができる。更に、必要に応じて第４元素、及び第５元素を添加してもよい。
【００２４】
線実装に使用される導電性樹脂（接着剤）は、金属フィラーが含有される樹脂などである。金属フィラーは、金、銀、銅、白金、パラジウム、及びニッケルなど耐食性が比較的高い金属粉末、並びにカーボンブラック、及びグラファイト粒などのカーボン粉などが採用される。樹脂の材料は、エポキシ、アクリル、及びフェノールなどが採用される。線実装に使用される導電性樹脂は、熱硬化型樹脂、又は紫外線硬化型樹脂のいずれの樹脂を採用してもよい。しかしながら、導電性樹脂の硬化温度は、２５０℃以下が望ましい。また、太陽電池用の導電性樹脂は、硬化後は、１８０℃以下の温度で軟化しないことが必要である。更に太陽電池用の導電性樹脂は、紫外線で劣化しないことが必要である。
【００２５】
線実装に使用される金属テープの電気導電率は、高い方が好ましい。金属テープの電気導電率が低い（すなわち電気抵抗が高い）場合、金属テープの断面積を大きくする必要があるため、半田接続後の半導体に、大きな熱歪が加わるためである。したがって、線実装に使用される金属テープの材料は、電気導電率が高い金属が好ましく、具体的には、銅、銀、アルミニウム、及び金などの面心立方金属が好ましい。これらの面心立方金属の中では、銅は、電気導電率が高く、熱膨張率が比較的小さく、かつ安価で購入可能である。このため、これらの面心立方金属の中では、銅は、最も好ましい材料である。電気導電率を考慮すると、金属テープの材料は、純銅が望ましい。工業材料として採用する場合、金属テープの材料は、タフピッチ銅、及び無酸素銅などの純度９９．９％以上の高純度の銅が好ましい。
【００２６】
半田、又は導電性樹脂などによる線実装時に、半導体と金属テープとの間の熱膨張差によって生じる熱歪が緩和されるためには、金属テープの長さ方向、すなわちＬ方向のヤング率、降伏応力を下げることが極めて有効である。特に、１８０℃から２５０℃までの接合温度で接続される用途では、長さ方向の歪が０．２％の時の応力値を下げることが重要である。例えば、太陽電池の集電用インターコネクターを評価するときに使用される降伏特性を表す指標は、金属テープの０．２％耐力などである。半田が溶融凝固した後、又は導電性接着剤が硬化した後の冷却工程において、半導体と金属テープとの間の熱収縮量が異なることに起因して、熱歪が発生する。金属テープの長さ方向のヤング率、降伏応力が小さいほど、半導体にかかる応力は小さくなり、反りの大きさが小さくなるととともに、割れが発生する頻度が小さくなる。更に、破断伸びを大きくすることによって、実装時に張力が印加されたときに生じる引張応力、接合後に整合部が冷却するときに生じる引張応力、及び使用時の温度変化による応力などによって、金属線が破断する危険性を低減できる。したがって、破断伸びが大きいことは、太陽電池集電用インターコネクターを始めとする半導体実装用金属テープ材料として重要な機械特性の１つである。
【００２７】
紫外線硬化型の接着剤は、一般的に硬化温度が低く、線実装する時の熱歪みが小さい。このため、紫外線硬化型の接着剤を、半導体を線実装するための接着剤として使用することが好ましい。しかしながら、紫外線硬化型の接着剤などのように樹脂を使用する場合でも、使用される金属テープ材料のＬ方向のヤング率、及び降伏応力は、小さい方が望ましく、かつ破断伸びは、大きい方が望ましい。使用時の外気温の変化等の環境の変化により繰り返し発生する熱歪み、及び発生した熱歪みによって、金属線が破断する危険性を低減するためである。
【００２８】
本発明者は、上述したような状況を鑑み、金属テープ材料の組織制御を以下のように行うことにより、ヤング率、及び降伏応力、並びに０．２％耐力を抑制し、かつ破断伸びを大きくすることによって、太陽電池セル、及び半導体チップ等の半導体表面と接続に、好適に使用できる金属テープ材料を発明した。
【００２９】
すなわち、本発明の金属テープ材料は、面心立方構造の単位格子の基本結晶軸＜１００＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上１００％以下であり、かつ、面心立方構造の単位格子の結晶軸＜２１２＞が、該金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の第１方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２として、＜２１２＞優先配向領域の面積率と該＜１００＞優先配向領域とを合算した領域の面積率の合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である集合組織にするものである。金属テープ材料の集合組織として、このような集合組織を採用することより、金属テープ材料の０．２％耐力を低下でき、特に、長さ方向の０．２％耐力を低下させることができる。その結果、線実装時の熱膨張率の差（熱収縮率の差）による半導体のＬ方向にかかる応力、歪みを大きく低減できる。
好適には、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６５％以上９９．８％以下であり、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２が、０．２％以上１２％以下であり、＜２１２＞優先配向領域の面積率と＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である集合組織とすることができる。これにより、金属テープ材料の０．２％耐力を更に低下でき、破断伸びを向上させることができる。
好適には、このような機械的特性を有する金属テープ材料は、＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒が、金属テープ材料の上面、及び下面それぞれの少なくとも一部を構成する構造を有する。すなわち、このような機械的特性を有する金属テープ材料では、＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒は全て、金属テープ材料の一方の金属テープ面から他方の金属テープ面に貫通している。また、半田、又は導電性接着剤で被覆された金属テープ材料では、被覆材で被覆された金属芯材は、結晶構造が面心立方構造であり、金属芯材の上面、及び下面それぞれの少なくとも一部を構成する構造を有する。言い換えると、金属芯材は、＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒が金属芯材の上面から下面に貫通した組織を有する。また好適には、＜１００＞優先配向領域の結晶粒サイズは、４００μｍ以上の大きさを有する。さらに、好適には、＜１００＞優先配向領域は、内部に＜２１２＞優先配向領域を主体とした結晶軸＜２１２＞とは結晶方位が異なる結晶粒が分散して形成される。
本明細書で使用される場合、用語「結晶粒サイズ」は、金属テープ面などの所定の面で観察される１つの結晶の大きさをいい、所定の面で観察される結晶面の円相当径で表される。なお、所定の面で観察される結晶面が結晶粒内部に当該結晶と異なる方位を有する相を包含する場合も、結晶面の外周がテープ芯材の上下面を除き、切断点を有しないときは、観察される結晶は、１つの結晶であると判断される。また、本明細書で使用される場合、用語「分散する」は、結晶粒、又は相が種々の位置に配置されることをいう。
このような機械特性を得ることにより、線実装時の熱膨張率の差（熱収縮率の差）による半導体のＬ方向の応力、及び歪みを大きく低減できる。この結果、実装時、及び使用時の金属テープ材料の破断、並びに金属テープ材料と半導体との間の接合部の剥離による故障を低減できる。
【００３０】
本明細書で使用される場合、用語「優先配向領域の面積率」は、金属テープ材料を任意の断面で切断した切断面における、上記のように規定する方位範囲にある結晶粒の面積率（上記のように規定する結晶粒の観察視野面積に対する面積の割合）をいう。また、用語「方位差」は、ある結晶軸と、所定の方向との間に形成される回転角をいう。更に、結晶軸＜１００＞、及び結晶軸＜２１２＞はそれぞれ、格子面（１００）、及び（２１２）の法線方向をいう。
なお、本発明は、半導体の実装などに使用される金属テープ材料であるので、観察視野面は、通常テープの幅広面、すなわち金属テープ面であることが望ましい。金属テープ面を観察視野面にすることにより、他の面を観察視野面にする場合よりも大きな面積での評価が可能であるためである。さらに、研磨等の試料を作製するとき、及び後方弾性散乱電子線回折法（ＥＢＳＤ法：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ法）等で方位測定するときに、角度誤差を小さくできる。しかしながら、他の面を観察視野面にすることも可能である。この場合、組織を代表する平均的なデータを取得するのに十分に大きな面積の測定を行ない、かつ試料を作製するとき、及び方位測定時に角度誤差が小さくすることが必要である。
【００３１】
まず、方位差の指標を１５°と規定する理由について、説明する。方位差の指標を１５°と規定する理由は、０．２％耐力等を指標とする降伏応力、強度、破断伸び等の機械的特性に大きく影響を与える粒界の定義を、回転角１５°以上の方位差を有する結晶粒の界面とする場合が一般的であるからである。面心立方金属を含む立方晶において、結晶軸＜００１＞と結晶軸＜１１１＞との間の最小の方位差は、５４．４°である。また、結晶軸＜１００＞と結晶軸＜２１２＞との間の最小の方位差は、４８．１°である。また、結晶軸＜００１＞と結晶軸＜２１１＞との間の最小の方位差は３５．２°である。更に結晶軸＜２１１＞と結晶軸＜２１２＞との間の最小の方位差は、１７．４°である。方位差の指標を１５°とすることにより、これらの代表的な結晶軸の方位を主方位とする集合組織は区別される。
【００３２】
次に、面心立方構造の単位格子の基本結晶軸＜１００＞について、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上、好ましくは６５％以上であることを規定する理由について説明する。このように規定するのは、主として金属テープの降伏応力を低下させるためである。面心立方金属、特に太陽電池集電用インターコネクターなど半導体実装用材料として採用される銅、銀、アルミニウム、及び金は、他の方位と比較して＜１００＞集合組織を容易に形成できる。このため、＜１００＞集合組織を発達させて結合することによって、結晶粒を粗大化させることができる。＜１００＞優先配向領域の面積率を大きくすることにより、線実装時に発生する熱収縮の差によるＬ方向の引張応力に対して、結晶粒界による拘束を減少させることが可能になる。また、引張応力で生成された転位が伝播する途中で、転位が結晶粒界に阻止されて拘束される可能性が低くなる。その結果、金属テープの降伏応力が低下して、半導体基板のＬ方向にかかる応力を低減することが可能になる。
特に、太陽電池集電用インターコネクターとして金属テープ材料を使用するとき、＜１００＞優先配向領域をテープ面内に形成する＜１００＞結晶粒の結晶粒サイズが４００μｍ以上である場合、０．２％耐力を著しく減少させることが可能である。更に、＜１００＞優先配向領域をテープ面内に形成する＜１００＞結晶粒の結晶粒サイズが、８００μｍ以上である場合、０．２％耐力は著しく減少させることが可能である。
面心立方金属は、＜１１１＞方位、及び＜２１１＞方位にも集合組織を形成することができる。しかしながら、＜１１１＞方位、及び＜２１１＞方位に集合組織を形成する場合、＜１００＞方位に集合組織を形成するときよりも、シュミット因子が大きくなる。このため、降伏応力を小さくするとの観点から、金属テープの表面の法線方向、及び金属テープの面内において、それぞれの＜１００＞軸が揃った＜１００＞優先配向領域が大きい方が望ましい。また反対に、その他の方位を有する結晶粒が占める領域は、小さい方が望ましい。
【００３３】
次に、＜１００＞優先配向領域の面積率と＜２１２＞優先配向領域の面積率との合計であるＡ１＋Ａ２面積率を７０％超であることを規定する理由を説明する。面心立方金属の場合、結晶軸＜２１２＞の方位は、＜１００＞優先配向領域を有する集合組織の双晶のテープ面法線であり、またテープ面内の主方位に当たる。双晶境界は、粒界に比較して、降伏応力に与える影響は小さい。このため、本発明では、面心立方構造の単位格子の結晶軸＜２１２＞の＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２を考慮して、＜１００＞優先配向領域の面積率と＜２１２＞優先配向領域の面積率との合計であるＡ１＋Ａ２面積率を７０％超であることを規定する。好適には、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２が０．２％以上、１２％以下の面積率で、かつ＜１００＞優先配向領域の中で分散して存在するとよい。このことによって、金属テープの長さ方向の０．２％耐力を低く維持しながら、破断伸びが大きくなる。これにより、比較的厚い半導体基板に金属テープを接続した場合、金属テープの破断が起こりにくくなるという効果を奏する。
テープ面内で、＜１００＞優先配向領域を構成する１つの結晶粒内に囲まれて、かつ分散して存在する他の方位を有する相がある場合、その結晶粒の大きさは、＜１００＞方位以外の分散相を含んだ大きさとして規定される。その界面が大傾角粒界である場合も同様である。テープ面内で、＜１００＞優先配向領域の中に分散する＜２１２＞相の大きさは、円相当径で１００μｍ以下、望ましくは３０μｍ以下の大きさであるとき、特に破断伸びが大きくなる。
【００３４】
金属テープは、２つの結晶軸＜１００＞が主方位を有する集合組織を形成していればよい。金属テープの面内の結晶軸＜１００＞の主方位は、必ずしもＬ方向と一致している必要はない。金属テープの面内の１つの結晶軸＜１００＞の中心軸、すなわち集合組織の結晶軸＜１００＞の主方位は、Ｌ方向とのなす角が０°以外で、Ｗ方向を中心軸として回転していることが好ましい。集合組織の結晶軸＜１００＞の主方位をこのように規定することにより、シュミット因子を小さくでき、耐力を更に下げることができる。このために、金属テープと半導体基板との接合温度が高く、歪みが大きくなる場合に特に好ましい。
【００３５】
しかしながら、金属テープ材料を半田などの金属ろうによって実装する場合、１つの結晶軸＜１００＞の方向をＬ方向に一致させると、１つの結晶軸＜１００＞の方向をＬ方向に一致させない場合よりも長さ方向の耐力は、大きくなる。しかしながら、この場合、ヤング率が低下するため、大きな不利とはならない。更に、低温で接合する場合は、１つの結晶軸＜１００＞の方向をＬ方向に一致させることが、むしろ有利に作用する場合もある。なお、金属テープの表面の２つの結晶軸＜１００＞がＬ方向、及びＷ方向に一致した金属テープは、所定の圧延、及び熱処理により製造できる。
【００３６】
以上説明してきた効果は、原理的には、銅だけでなく、同様なすべり系を有する他の面心立方金属でも得られる。アルミニウムは、銅よりも比抵抗は高いが、弾性率、降伏応力が小さいという利点を有する。また銀は、銅と比較して高価であるが、弾性率、降伏応力、電気抵抗、いずれも低いという利点を有する。
【００３７】
本発明の金属テープ材料は、太陽電池セルで生じる起電力を集電し、太陽電池セル同士を接続して送電する太陽電池集電用インターコネクターに良好に使用できる。この太陽電池集電用インターコネクターは、図１に示すように、太陽電池セル面上に線実装されるものである。本発明において、金属テープ材料を本発明に係る太陽電池集電用インターコネクターとした場合に、その断面形状、大きさは、用途に応じて適宜決定される。また、用途によっては、金属テープに他の金属を被覆して太陽電池集電用インターコネクターとすることができる。被覆用金属の厚さは、用途に応じて適宜決定される。特に、結晶シリコン型の太陽電池において、太陽電池集電用インターコネクターで使用する場合、金属テープの芯材は、幅が１ｍｍ以上、かつ５ｍｍ以下であり、厚さが５０μｍ超、かつ３００μｍ以下である範囲にあることが好ましい。
【００３８】
一般に太陽電池集電用インターコネクターを介して直列接続される太陽電池セル群において、集電される電流は、２〜４Ａ程度である。このため、例えば、太陽電池セル当たり２本の太陽電池集電用インターコネクターが接合される場合、太陽電池集電用インターコネクター１本当たり最大で２Ａの電流を通電する必要がある。また、電気抵抗による発熱などを考慮すると、銅、及び銀等の比較的電気抵抗の低い材料を使用した場合でも、太陽電池集電用インターコネクターの電流容量は、８Ａ／ｍｍ２以下であることが必要である。太陽電池集電用インターコネクターのＷ方向の幅を広くすると受光面積が小さくなるため、太陽電池集電用インターコネクターのＷ方向の幅の上限は、５ｍｍである。このため、太陽電池集電用インターコネクターに使用する場合、金属テープの厚さは、５０μｍを超えることが必要である。更にまた、金属テープの厚さが５０μｍ以下である場合、金属テープの強度が低下することに加えて、破断伸びも低下する。このため、太陽電池集電用インターコネクターとして利用する場合、実装時、また使用時の破断の危険性が大きくなる。一方、現在使用される結晶型太陽電池の厚さ（２００μｍ程度）を考慮すると、金属テープの厚さが３００μｍを超える厚さであることは好ましくない。金属テープの厚さが３００μｍを超えると、Ｌ方向の断面モーメントが大きくなり、接続時にセルの反りが大きくなる。このため、金属テープと、太陽電池セルとの間の接合部、又は太陽電池セルを破壊する危険性が大きくなる。このため、太陽電池集電用インターコネクターのＷ方向の幅は、少なくても１ｍｍとすることが必要である。
以上のことから、本発明の典型的な用途である結晶型太陽電池集電用インターコネクターの断面形状としては、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の幅で、５０μｍ超、望ましくは１００μｍ超、３００μｍ以下の厚さを有することが好適である。また、＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒は、断面形状の上辺、及び下辺それぞれの少なくとも一部を構成するように、断面形状の上辺から下辺に貫通する構造を有することが好適である。さらに、断面形状の上辺、及び下辺それぞれでは、＜１００＞結晶粒の結晶粒サイズが４００μｍ以上であることが好適である。ここで、半田、又は導電性接着剤で被覆された金属テープ材料は、結晶構造が面心立方構造であり、金属芯材のテープ面の上面、及び下面それぞれの少なくとも一部を構成する構造を有する。言い換えると、金属芯材は、＜１００＞優先配向領域を構成する結晶粒が金属芯材の上面から下面に貫通した組織を有する。
【００３９】
本発明に係る集合組織を有する金属テープの形成方法は、具体的な方法に特定されない。しかしながら、例えば、金属テープの厚さ方向、長さ方向、幅方向にそれぞれ結晶軸＜１００＞を配向した集合組織を有する金属テープを形成するために、金属テープ素材の圧延加工と再結晶とを利用してもよい。面心立方金属は、適切な加工、再結晶条件を選択することにより、加工方向に結晶軸＜１００＞が配向される集合組織を形成することが可能である。しかしながら、極薄の金属箔と異なり、本発明の金属テープで集合組織を形成するためには、種々の条件下で加工処理を施す必要がある。
【００４０】
面心立方金属は、圧延、及び伸線によって、再結晶組織が長さ方向に結晶軸＜１００＞の方位が配向されることが知られている。本発明に係る集合組織を有する金属テープの形成方法では、金属板を一定の圧下率で冷間圧延して、所定の厚さまで冷間圧延し、かつ所定の幅にスリット加工を施す製造方法が好ましい。これは、＜１００＞優先配向領域の発達と、＜２１２＞優先配向領域の発達とを比較すると、後者の方が優れるためである。また、金属板の冷間圧延によって圧延面に平行、かつ板状に延ばす加工組織は、特に板厚方向に垂直な方向に（１００）再結晶粒を発達させるのに都合が良い。一方、金属線の伸線工程が主な加工工程である場合、この再結晶集合組織の発達を阻害する。
【００４１】
本発明に係る集合組織を有する金属テープを形成するために、冷間加工率の高い圧延と、十分な再結晶熱処理とを行うとよい。ただし、＜１００＞優先配向領域の面積率が９９．８％を超えるなど大きくなりすぎると、破断伸びが減少する。このように、冷間加工率を大きくすることが望ましいのではなく、最終冷間加工の熱履歴、加工履歴に応じた最適な加工率を採用することが望ましいことが理解される。
５０μｍ以下の金属箔の製造と異なり、十分な冷間加工率が取れない場合、異周速圧延等により、金属テープの厚さ方向にせん断歪みを与える。次いで、再結晶熱処理を実施し、更に一定以上の圧下率で冷間加工を行い、最後に再結晶熱処理を行う。このような処理により、冷間圧延圧下率が比較的小さくて済む。最終の再結晶熱処理温度は、金属の純度に依存する。工業的に用いられている高純度の銅、アルミニウム、銀を処理する場合、最終の再結晶熱処理温度は、１８０℃以上である。
【００４２】
本発明に係る１つの実施形態である金属テープは、厚さ方向に結晶軸＜１００＞を配向し、その他の２つの結晶軸＜１００＞が長さ方向、幅方向に対してずれた集合組織を有する。このような集合組織を有する金属テープは、薄肉の太陽電池の集電用インターコネクターの材料として特に優れている。このような金属テープは、長さ方向のシュミット因子が小さくなり、耐力が小さくなるためである。このような金属テープは、最終厚さまで圧延した金属板を圧延方向とずれた角度で切り出すことにより、製造することができる。シュミット因子を圧延方向から２２．５°ずらして加工したとき、降伏応力が最も小さくなる。しかしながら、５°ずらした場合でも５％程度、降伏応力を小さくすることができる。
【００４３】
半田で被覆された太陽電池集電用インターコネクターに使用される金属テープを製造するとき、半田が金属テープ全面に亘って塗布されることが耐食性の観点から望ましい。このため、金属テープを半田めっきする前に、金属テープにスリット加工を施すことは、より望ましい。
【００４４】
また、溶融半田めっき工程を、再結晶熱処理工程としてもよい。しかしながら、溶融半田めっき工程で処理温度が高く、及び／又は処理時間が長過ぎることは、好ましくない。半田と金属テープ（芯材）との間に脆性の金属間化合物が必要以上に成長する場合があるためである。更に、光輝焼鈍を行った後、連続して溶融半田めっきを行うことにより、金属テープの酸化物除去、再結晶熱処理、及び半田めっきを、同時に行うことができる。この場合、金属間化合物の過大な成長を避けるために溶融半田めっきの浸出時間を下げることが好ましい。また、これらの処理の前に酸化膜を除去するためには、光輝焼鈍のラインスピードを上げ、かつ光輝焼鈍温度を上げることが望ましい。さらに、光輝焼鈍のラインスピードを上げ、再結晶による軟質化と表面酸化物の除去とを同時に達成するためには、光輝焼鈍炉の温度は、５５０℃以上であることが望ましい。半田メッキ工程の後の加工は、＜１００＞集合組織が破壊され、金属の加工硬化により、耐力が向上してしまうため、強い加工は加えない方が望ましい。ただし、半田メッキ工程の後、表面性状を整えるために圧延スキンパスのような軽い加工は入れてもよい。
【実施例】
【００４５】
以下、本実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、これは本発明の例を示すものであり、本発明は、実施例によって何ら限定されるものではない。銅の金属テープ材料は、以下に示すいくつかの異なる手法により、作製された。更に、作製された金属テープ材料を用いて太陽電池の集電用インターコネクターとし、その実装を模擬した試験を実施した。また、本発明の材料の機械的特性、及び組織の特徴を確認するために、従来の太陽電池集電用インターコネクターについても作製し、試験を実施した。【００４６】
（実施例１）
本実施例では、以下のＡ〜Ｄの４つの加工方法により、金属テープ材料が作製された。作製された金属テープ材料は、厚さ１６０μｍ×幅２ｍｍ、純度９９．９９％の無酸素銅の金属テープ（平角線）材料である。なお、加工方法Ｃ及びＤにより作製された金属テープ材料は、すべて比較例として作製されたものである。【００４７】
加工方法Ａでは、金属テープ材料は、厚さ１０ｍｍの銅熱延性板を異周速圧延機で上下のロール周速差４％で２ｍｍまで圧延し、次いでバッチ炉においてＡｒ気流中で３００℃×３０分の中間熱処理を行う。次いで、冷間圧延機で１６０μｍまで圧延し、次いで、幅２ｍｍのスリット加工をして作製された。加工方法Ｂでは、金属テープ材料は、スリット加工前までは加工方法Ａと同様に製造されたが、最後のスリット加工においてスリットが圧延方向に対して５°傾けて製造される点で異なる。【００４８】
加工方法Ｃでは、金属テープ材料は、加工方法Ａ及びＢで用いたものと同一の無酸素銅からなる直径２０ｍｍの丸棒を直径５ｍｍまでスエージング加工した。その後、直径２ｍｍまで引抜加工を施し、最後に幅２ｍｍ、厚さ１６０μｍに圧延加工して製造された。加工方法Ｄでは、金属テープ材料は、加工方法Ａで用いたものと同じ厚さ１０ｍｍの銅熱延性板を通常の圧延機で２ｍｍまで圧延し、バッチ炉においてＡｒ気流中で３００℃×３０分の中間熱処理を行った。その後冷間圧延機で１６０μｍまで圧延し、更にその後幅２ｍｍのスリット加工をして作製された。【００４９】
上記４種類の加工方法で製造された金属テープ材料は、管状電気炉を使用して、Ａｒ気流中、１０ｍ／分の走行速度で、連続的に熱処理された。熱処理は、いくつかの熱処理温度条件下で実施された。次いで、Ｓｎ−１．２ｍａｓｓ％Ａｇ−０．５ｍａｓｓ％Ｃｕ合金溶融半田槽を通過させた。更に、スキンパスを施して、金属テープ材料の周囲を厚さ２０μｍの半田で被覆した。この処理による金属テープ材料の厚さの変化はほとんど見られなかった。【００５０】
金属テープ材料の組織を評価するとき、金属テープ材料は、後方弾性散乱電子線回折法（ＥＢＳＤ法：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ法）により測定された。ＥＢＳＤ法では、Ｘ線回折法と異なり、一つの面から３次元の結晶方位を解析することが可能である。金属テープ材料の結晶方位測定は、金属テープ材の幅広面中央部を研磨して銅を露出させた後に、コロイダルシリカを用いて最終仕上げ研磨を行った部分で実施された。また結晶方位測定は、金属テープ材料が有する８００μｍ×１６００μｍの領域を１〜４μｍの間隔毎に測定することにより実施された。金属テープ材料の厚さ方向と圧延方向とに対して、結晶軸＜１００＞が、±１５°以内の角度を有する方位にある点の割合の、全測定点に対する割合（％）を、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１の測定割合として規定した。同様に、金属テープ材料の厚さ方向と圧延方向とに対して、結晶軸＜２１２＞が、±１５°以内の角度を有する方位にある点の割合の、全測定点に対する割合（％）をそれぞれ、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２の測定割合として規定した。本測定では、測定領域が十分大きく、かつ測定間隔が十分細かいため、これらの測定値から、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２を求めることができる。金属テープ材料の０．２％耐力は、引張試験によって測定された。半田層の厚さ及び被覆方法が全ての金属テープ材料で同一であるため、測定した０．２％耐力の差は、金属テープ（芯材）材料の特性の差によるものである。【００５１】
太陽電池への実装評価において使用された多結晶シリコンの太陽電池ウエハは、１５６ｍｍ角、厚さ１８０μｍであり、ウエハ中心線から対象に間隔８０ｍｍで２本の平行電極がウエハの一辺に平行して設けられる。電極は、銀ペーストを焼き付けて形成され、約１０μｍの厚さを有する。線実装は、金属テープ材料（集電用インターコネクター）を電極に沿ってウエハに溶着（リフロー）させることにより実施された。リフローは、アルゴン熱処理炉において、ウエハ上に配置された集電用インターコネクターに１ｋＰａの荷重を印加することにより実施された。リフロー温度は２５０℃であった。【００５２】
線実装した後、室温（２５℃）まで自然冷却し、その後、荷重が取り除かれた。その結果、ウエハには、線実装のＬ方向、金属テープ材料側を内側に反りが見られた。これは、金属テープ材料が多結晶シリコンの太陽電池ウエハよりも大きな熱膨張係数を有するためにリフロー後に室温に自然冷却した時に生じる熱収縮量の差に起因する。反りの程度は、金属テープ材料によって大きく異なった。なお、反りの程度は、ウエハの最大高低差を反り量として評価した。【００５３】
以下の表１に、それぞれの金属テープ材料の＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２、その総和Ａ１＋Ａ２、０．２％耐力、及び反り量の評価結果を示す。＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２はそれぞれ、金属テープ材料の厚さ方向、及び圧延方向の２つの方向について算出したが、表１には、いずれか小さい値のみ示される。なお、多くの場合、集合組織の結晶軸＜１００＞及び結晶軸＜２１２＞の集積度は、金属テープ材料の厚さ方向より、圧延方向の方が大きかった。このように求められた面積率は、銅の単位格子のそれぞれの結晶軸が、テープの厚さ方向に対して方位差１５°以内で、テープ材料面内の一方向に対して方位差１５°以内である優先配向領域の面積率とほぼ一致した。
また、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、反った部分を強制的に平坦に戻しても、金属テープ材料と太陽電池ウエハとの間の接合部、及び太陽電池ウエハが破損しなかった。このことから、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、金属テープ材料として問題ない範囲と評価した。【００５４】
【表１】
2011115305.tif 000003
【００５５】
加工方法Ａと加工方法Ｂとを比較すると、集電用インターコネクターの＜１００＞優先配向領域、及び＜２１２＞優先配向領域の割合は、双方でほぼ同じである。しかしながら、加工方法Ａで製造した集電用インターコネクターの＜１００＞優先配向領域における結晶軸＜１００＞の中心方位（主方位）は、金属テープ材料の厚さ方向と長さ方向とに一致していたのに対し、加工方法Ｂで製造した集電用インターコネクターの結晶軸＜１００＞の主方位は、金属テープ材料の厚さ方向と一致していたが、長さ方向とは５°ずれていた。なお、試料７の＜１００＞優先配向領域及び＜２１２＞優先配向領域の割合が、１００％と表記され、また、試料８の＜１００＞優先配向領域が１００％と表記されているが、これは小数点１位以下を四捨五入した結果であり、完全に両方位で占められていたわけではない。【００５６】
表１に示す結果から、特定の加工方法で加工を行い、一定温度以上で熱処理を施すことによって、金属テープ材料の０．２％耐力が小さく、金属テープ材料を接続したウエハの反り量が小さい集合組織の集電用インターコネクターとすることができたことが示される。一方、丸線から圧延を行う加工方法Ｃの製造方法では、所定の反り量以下となる集電用インターコネクターを製造することができなかったことが示される。これは、引抜加工の歪みの導入が、圧延加工に比較して、再結晶後の結晶軸＜１００＞の方位の発達に適さなかったためである。【００５７】
また、加工方法Ａと加工方法Ｄとを比較すると、同じ熱処理条件では加工方法Ａの方が優れた集電用インターコネクターを作製することができたことが理解される。これは熱間圧延の途中でせん断ひずみを導入した効果があったからである。更に、加工方法Ｂで製造した集電用インターコネクターが加工方法Ａで製造した集電用インターコネクターとほぼ同じ＜１００＞優先配向領域、及び＜２１２＞優先配向領域であったが、反り量が小さく、優れた特性を示したのは、長さ方向と結晶軸＜１００＞の主方位とが５°ずれていたためであり、シュミット因子が小さくなり、長さ方向の耐力が小さくなったためである。【００５８】
表１に示す結果から、金属テープ材料の集合組織と反り量とには密接な関係があり、太陽電池ウエハが所定の反り量より小さくするためには、基本結晶軸＜１００＞が、金属テープの厚さ方向と金属テープ面内の一方向とに対して、それぞれ方位差１５°以内である＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が６０％以上１００％以下であり、かつ、結晶軸＜２１２＞が、金属テープの厚さ方向と金属テープ面内の一方向に対して、それぞれ方位差１５°以内である＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２として、＜２１２＞優先配向領域の面積率と＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である金属テープ材料が好適であること分かった。【００５９】
（実施例２）
本実施例では、純度９９．９％のタフピッチ銅板を用いて銅の金属テープ材料が作製された。更に、作製された金属テープ材料を使用して太陽電池の集電用インターコネクターとし、その実装を模擬した試験を実施した。【００６０】
作製した金属テープ材料の厚さは、１６０μｍであり、実施例１と同である。また、加工方法は、実施例１の加工方法Ａと同じである。加工した金属テープ材料は、管状電気炉を使用して、Ａｒ気流中、１０ｍ／分の走行速度で、連続的に加熱熱処理された。加熱処理は、いくつかの熱処理温度条件下で実施された。実施例２では実施例１と異なり、半田被覆は実施されなかった。その代わりに、金属テープ材料と太陽電池セルとは、実装時に幅３ｍｍ、厚さ３０μｍのＳｎ−３．０ｍａｓｓ％Ａｇ−０．５ｍａｓｓ％Ｃｕ半田リボンを介して接合された。【００６１】
太陽電池への実装評価に使用された多結晶シリコンの太陽電池ウエハは、実施例１と同様に、１５６ｍｍ角、厚さ１８０μｍであり、ウエハ中心線から対象に間隔８０ｍｍで２本の平行電極がウエハの一辺に平行して設けられる。電極は、銀ペーストを焼き付けて形成され、約１０μｍの厚さを有する。線実装は、このウエハに電極に沿って金属テープ材料（集電用インターコネクター）を溶着（リフロー）することにより実施された。リフローは、アルゴン熱処理炉において、半田リボンを挟んでウエハ上に配置された集電用インターコネクターに１ｋＰａの荷重を引加して実施された。リフロー温度は２５０℃であった。【００６２】
以下の表２に、実施例１と同じ方法で評価したそれぞれの金属テープ材料の＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２、その総和Ａ１＋Ａ２、０．２％耐力、及び反り量の評価結果を示す。実施例１と同様に、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、反った部分を強制的に平坦に戻しても、金属テープ材料と太陽電池ウエハとの間の接合部、及び太陽電池ウエハが破損しなかった。このことから、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、金属テープ材料として問題ない範囲と評価した。
＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２は、金属テープ材料の厚さ方向、及び圧延方向の２つの方向について算出したが、表２には、いずれか小さい値のみ示される。なお、殆どの場合において、集合組織の結晶軸＜１００＞及び結晶軸＜２１２＞の集積度は、金属テープ材料の厚さ方向より、長さ方向の方が大きかった。このように求められた面積率は、銅の単位格子のそれぞれの結晶軸が、テープの厚さ方向に対して方位差１５°以内で、テープ材料面内の一方向に対して方位差１５°以内である優先配向領域の面積率とほぼ一致した。【００６３】
【表２】
2011115305.tif 000004
【００６４】
表２に示す結果からも、金属テープ材料の集合組織と反り量とには密接な関係があり、太陽電池ウエハが所定の反り量より小さくするためには、基本結晶軸＜１００＞が、金属テープ材料の厚さ方向と金属テープ面内の一方向とに対して、それぞれ方位差１５°以内である＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が６０％以上１００％以下であり、かつ、結晶軸＜２１２＞が、金属テープの厚さ方向と金属テープ面内の一方向に対して、それぞれ方位差１５°以内であるとする＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２として、＜２１２＞優先配向領域の面積率と＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下である金属テープ材料が好適であること分かった。【００６５】
（実施例３）
本実施例では、金属テープ材料（芯材）は、銅合金、アルミニウムを用いて作製された。更に、作製された金属テープ材料を使用して太陽電池の集電用インターコネクターとし、その実装を模擬した試験が実施された。【００６６】
金属テープ材料の素材は、純度９９．９９％の純アルミニウム、Ｃｕ−０．２％Ｎｉ合金、及び比較例としてＣｕ−０．０７％Ｉｎ合金（銅の純度で９９．９３％）であり、それぞれ８ｍｍの厚さを有する熱延版である。この３種類の素材を用いて、以下の加工方法Ｅにより金属テープ材料を加工した。作製された金属テープ材料は、厚さ２００μｍ×幅１．５ｍｍの金属テープ（平角線）である。【００６７】
加工方法Ｅでは、厚さ１２ｍｍのそれぞれの素材の熱延性板を異周速圧延機により上下のロール周速差５％で１．５ｍｍまで圧延し、次いでバッチ炉においてＡｒ気流中で３００℃×３０分の中間熱処理を実施した。その後冷間圧延機で２００μｍまで圧延し、その後幅１．５ｍｍのスリット加工を実施して作製された。その後、金属テープ材料は、管状電気炉を使用して、Ａｒ気流中、１０ｍ／分の走行速度で、連続的に熱処理された。熱処理温度は、４００℃であった。その後、素材が純アルミニウムである金属テープ材料は、０．２μｍ厚の無電解ニッケルめっきが施された。【００６８】
以上の３種の金属テープ材料を芯材として、電気めっきによって、周囲を厚さ２０μｍのＳｎ−１ｍａｓｓ％Ｃｕ半田で被覆した。以上、加工、熱処理、半田めっき条件を同じ条件にして、純度９９．９９％の純アルミニウム、Ｃｕ−０．２％Ｎｉ合金、及び比較例としてＣｕ−０．０７％Ｉｎ合金を素材とする金属テープ材料をそれぞれ試料２６、試料２７、試料２８とした。【００６９】
金属テープ材料の組織は、前述の後方弾性散乱電子線回折法（ＥＢＳＤ法）で測定し、評価した。ＥＢＳＤ法は、Ｘ線回折法と異なり、一つの面から３次元の結晶方位を解析することが可能である。金属テープ材料の結晶方位測定は、金属テープ材料の幅広面中央部を研磨して露出させ、コロイダルシリカを用いて最終仕上げ研磨を行った部分で実施された。また結晶方位測定は、８００μｍ×１６００μｍの領域を１〜４μｍの間隔毎に測定することにより実施された。金属テープ材料の厚さ方向と圧延方向（長さ方向）とに対して、結晶軸＜１００＞と結晶軸＜２１２＞とが、それぞれ±１５°以内の角度を有する方位にある点を、全測定点に対する割合（％）として定義した。測定領域が十分大きく、測定間隔が十分細かいため、これらの値から、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２を求めることができる。金属テープ材料の０．２％耐力は、引張試験によって測定した。半田層の厚さ及び被覆方法は同じであるため、測定した０．２％耐力の差は、金属テープ材料（芯材）の特性の差によるものといえる。【００７０】
太陽電池への実装評価において使用された多結晶シリコンの太陽電池ウエハは、１５６ｍｍ角、厚さ２００μｍであり、ウエハ中心線から対象に間隔８０ｍｍで２本の平行電極がウエハの一辺に平行して設けられる。電極は、銀ペーストを焼き付けて形成され、約１０μｍの厚さを有する。線実装は、金属テープ材料（集電用インターコネクター）を電極に沿ってウエハに溶着（リフロー）させることにより実施された。リフローは、アルゴン熱処理炉において、ウエハ上に配置された集電用インターコネクターに１ｋＰａの荷重を印加することにより実施された。このとき、リフロー温度は２５０℃であった。【００７１】
線実装した後、室温（２５℃）まで自然冷却し、その後、荷重が取り除かれた。その結果、ウエハには、線実装のＬ方向、金属テープ材料側を内側に反りが見られた。これは、金属テープ材料が多結晶シリコンの太陽電池ウエハよりも大きな熱膨張係数を有するために、リフロー後に室温に自然冷却した時に生じる熱収縮量の差に起因する。反りの程度は、金属テープ材料によって大きく異なった。なお、反りの程度は、ウエハの最大高低差を反り量として評価した。【００７２】
表３に、それぞれの金属テープ材料の＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２、その総和Ａ１＋Ａ２、０．２％耐力、及び反り量の評価結果を示す。＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２は、金属テープ材料の厚さ方向、及び圧延方向の２つの方向について算出したが、表１には、いずれか小さい値のみ示される。なお、多くの場合、集合組織の結晶軸＜１００＞及び結晶軸＜２１２＞の集積度は、金属テープ材料の厚さ方向より、長さ方向の方が大きかった。このように求められた面積率は、銅の単位格子のそれぞれの結晶軸が、テープの厚さ方向に対して方位差１５°以内で、テープ材料面内の一方向に対して方位差１５°以内である優先配向領域の面積率とほぼ一致した。また、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、反った部分を強制的に平坦に戻しても、金属テープ材料と太陽電池ウエハとの間の接合部、及び太陽電池ウエハが破損しなかった。このことから、反り量が２．０ｍｍ以下のものは、金属テープ材料として問題ない範囲と評価した。【００７３】
【表３】
2011115305.tif 000005
【００７４】
表３に示す結果から、高純度の銅でなくとも、本発明で示した条件を満たせば、降伏応力が低く、線実装時の熱歪みを低減できる金属テープ材料とすることができることがわかった。アルミニウムは純銅より電気抵抗が高いが、電流密度が小さくて済む用途に有用であるといえる。また、不純物を多く含む銅であっても、本発明で示した組織形態を取らせることができれば、耐力が小さな金属テープ材料とすることが可能であり、太陽電池の集電用インターコネクター材料として有用である。【００７５】
（実施例４）
純度９９．９％のタフピッチ銅を材料として銅製の金属テープ材料を作製して、組織を評価するとともに、半導体実装用テープ導体としての性能を評価した。金属テープ材料に使用されるタフピッチ銅は、幅３３０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのＪＩＳ  Ｃ１１００の○材を母材する。この母財を幅４００ｍｍ、２５ｍｍの厚さになるまで最高６００℃の温度にて熱間圧延を施した。その後、圧延方向を９０°変えて、厚さ２０ｍｍまで冷間圧延を施した。更に、異周速圧延機で上下のロール周速差５％で所定の厚さまで圧延し、バッチ炉においてＡｒ気流中で３０分の中間熱処理を行った。次いで、冷間圧延機で１５０μｍまで冷間圧延した。次いで、幅１．５ｍｍのスリット加工をして銅テープ材料を作製した。次いで、溶融めっきによって、厚さ３０μｍの半田被覆をして、半田めっき平角銅線として金属テープ材料を製造した。半田の材質は、Ｓｎ−１．２ｍａｓｓ％Ａｇ−０．５ｍａｓｓ％Ｃｕ−０．０５ｍａｓｓ％Ｎｉとした。【００７６】
アルゴン気流中のバッチ炉による熱処理温度は、４００℃、及び８００℃の２つの水準とした。いずれの温度での熱処理においても、熱処理後の中間材料は、結晶粒径が異なるが、完全に再結晶していた。この中間熱処理温度と、その後の処理における０．１５ｍｍまでの冷間加工率とを変更することにより、様々なタフピッチ銅芯材組織を有する平角銅線とした。【００７７】
溶融めっきは、光輝焼鈍炉、及び溶融めっき炉で構成されたロールツウロールの連続めっき炉を用いて実施された。５％の水素を含んだ窒素ガスが流れる光輝焼鈍管状炉の管内を、厚さ０．１５ｍｍ、幅１．５ｍｍのタフピッチ銅芯材を１０ｍ／ｍｉｎ．の速さで通線させた。次いで、タフピッチ銅芯材を、そのまま大気中に配置されることなく、溶融めっき槽内を通過させた。光輝焼鈍炉の温度は、６００℃であり、溶融めっき槽の温度は３００℃であった。【００７８】
金属テープ材料の組織は、後方弾性散乱電子線回折法（ＥＢＳＤ法：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ法）で測定し、評価された。ＥＢＳＤ法は、Ｘ線回折法と異なり、一つの面から３次元の結晶方位を解析することが可能である。金属テープ材料の結晶方位測定は、金属テープ材料の幅広面中央部を研磨して露出させ、コロイダルシリカを用いて最終仕上げ研磨を行った部分で実施された。また結晶方位測定は、８００μｍ×１６００μｍの領域を１〜４μｍの間隔毎に測定することにより実施された。金属テープ材料の厚さ方向と圧延方向（長さ方向）とに対して、結晶軸＜１００＞と結晶軸＜２１２＞とが、それぞれ±１５°以内の角度を有する方位にある点を、全測定点に対する割合（％）として定義した。測定領域が十分大きく、測定間隔が十分細かいため、これらの値から、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２を求めることができる。金属テープ材料の０．２％耐力は、引張試験によって測定した。テープ材料の０．２％耐力、破断伸びは、引張試験機を使用して、評点間距離１００ｍｍ、引張速さ１０ｍｍ／ｍｉｎ．の条件で測定した。測定値は、測定した７本のテープ材料の測定値の平均値を採用した。【００７９】
半田層の厚さ及び被覆方法は同じであるため、前記測定した０．２％耐力の差は、金属テープ（芯材）材料の特性の差によるものといえる。【００８０】
太陽電池への実装評価において使用された多結晶シリコンの太陽電池ウエハは、１２５ｍｍ角、厚さ１５０μｍであり、ウエハ中心線から対象に間隔６０ｍｍで２本の平行電極がウエハの一辺に平行に設けられる。電極は、銀ペーストを焼き付けて形成され、約２０μｍの厚さを有する。線実装は、金属テープ材料（集電用インターコネクター）を電極に沿ってウエハに溶着（リフロー）させることにより実施された。リフローは、アルゴン熱処理炉において、ウエハ上に配置された集電用インターコネクターに１ｋＰａの荷重を印加することにより実施された。このとき、リフロー温度は２５５℃であった。【００８１】
線実装した後、室温（２５℃）まで自然冷却し、その後、荷重が取り除かれた。その結果、ウエハには、線実装のＬ方向、金属テープ材料側を内側に反りが見られた。これは、金属テープ材料が多結晶シリコンの太陽電池ウエハよりも大きな熱膨張係数を有するために、リフロー後に室温に自然冷却した時に生じる熱収縮量の差に起因する。反りの程度は、金属テープ材料によって大きく異なった。なお、反りの程度は、ウエハの最大高低差を反り量として評価した。【００８２】
表４に、それぞれの金属テープ材料の中間熱処理温度、その後の冷間圧延率、それぞれの金属テープ材料の＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２、その総和Ａ１＋Ａ２、０．２％耐力、及び破断伸び率を示す。より望ましい範囲を出すために、優先配向領域の面積率は、単位格子の結晶軸＜１００＞、及び＜２１２＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の一方向に対して方位差１５°以内である面積率（％）を小数点第一位まで算出した。本実施例では、単位格子の結晶軸＜１００＞の１方位はテープの長さ方向、すなわち最終冷間圧延方向とほぼ一致した。【００８３】
【表４】
2011115305.tif 000006
【００８４】
表４に示す結果から、特定の中間熱処理温度、加工条件にて製造することによって、最終熱処理条件が同じでも、０．２％耐力、破断伸びが異なる平角銅テープ材料が得られることが分かった。さらに、それぞれの材料を太陽電池集電用インターコネクターに線接合する模擬試験により、半導体ウエハに生じる反り量が材料ごとに異なることが分かった。これは、この材料の銅芯材の組織が異なるためである。【００８５】
反りが生じたウエハに、平板を押しつけて反りが生じた部分を強制的に平坦にした。この結果、反り量が１．６ｍｍ以上であった半導体ウエハでは、局所的に半導体ウエハにクラックが生じ、又は焼成された金属テープ材料の銀ペーストと半導体ウエハとの間の界面で剥離が生じた。したがって、１．５ｍｍの反り量を基準として、集電用インターコネクター材料としての可否を判定した。【００８６】
１．５ｍｍの反り量である基準を満たしている組織は、単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上１００％以下であり、結晶軸＜２１２＞が、金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２として、前記＜２１２＞優先配向領域の面積率と前記＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下であることがわかった。【００８７】
このような組織を有する金属テープ材料は、＜１００＞優先配向領域が極めて発達することにより、同一方位を有する結晶粒が結合し、結晶粒径が粗大化している。このため、金属テープ材料は、結晶粒界によって転位が拘束されにくいため、半田溶融後の冷却のときに生じる熱応力によって塑性変形する際の降伏力が小さくなる。結晶粒が結合し、一つの結晶粒としてふるまう場合には、＜１００＞軸の２軸が揃っていることが望ましい。【００８８】
実施例１〜４において作製された金属テープ材料について、ＥＢＳＤ法の解析結果を使用して、その組織を調べた。その結果、単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、６０％以上である時、＜１００＞優先配向領域を形成する＜１００＞結晶粒は、金属テープ芯材の一方の金属テープ面から他方の金属テープ面に貫通していた。テープ面内においては、＜１００＞結晶粒の結晶粒サイズは、４００μｍ以上であった。＜１００＞結晶粒の結晶粒サイズは、内部に異なる方位を有する結晶粒を含有しても、それがテープ面内で１つの＜１００＞結晶粒に含有されているならば、方位の異なる結晶を含有した大きさとした。ここで、＜１００＞結晶粒内部に包含される異なる方位を有する相の結晶粒サイズは、１００μｍ以下であった。【００８９】
内部に含有する方位の異なる結晶は、単位格子の結晶軸＜２１２＞が、金属テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に該金属テープ材料面内の一方向に対して方位差１５°以内である方位を有する結晶方位を有するものが多かった。特にこの結晶方位を有する相の面積率Ａ２が、０．２％以上１０％以下であり、この＜２１２＞優先配向領域の面積率と＜１００＞優先配向領域の面積率との合計Ａ１＋Ａ２が、７０％超１００％以下であった時、０．２％耐力が小さく、かつ破断伸びが大きくなる半導体実装用テープ導体材料として、より望ましい機械的特性を有することがわかった。【００９０】
図３は、試料番号３４の材料の銅テープ面の幅広面内の組織を結晶方位ごとにグレースケールで色分けして示す図である。試料番号３４の材料は、実施例３の中で０．２％耐力が最も小さく、かつ破断伸びが最も大きい。このため、試料番号３４の材料は、半導体実装用テープ導体材料として最も望ましい機械的特性を有するといえる。図３において、視野の大きさは８００μｍ×１６００μｍであり、長辺方向は、集電用インターコネクターのＬ方向３である。また、短辺方向は、集電用インターコネクターのＷ方向５である。【００９１】
単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域８がグレー色で示される。単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域９が黒色で示される。それ以外の方位を向いている領域１０が白色で示される。更に結晶粒界１１が実線で示される。表４に示したように、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が、８８．９％、＜２１２＞優先配向領域の面積率をＡ２は、４．１％である。【００９２】
＜１００＞優先配向領域８を構成する結晶粒は、結晶粒の内部に他の方位の結晶粒を有する相を含有する。図３に示される試料番号３４の試料は、一部は結晶粒界であるが、＜１００＞優先配向領域８が試料全体を覆っており、試料を１つの結晶粒とみなすことができる。したがって、この結晶粒の結晶粒サイズは、テープ面内方向に８００μｍ×１６００μｍ以上の大きさを有する。また、この結晶粒は、試料番号３４の試料の一方の面から他方の面に貫通していた。その結果として、この材料の０．２％耐力は小さくなった。また、この材料の破断伸びが大きいのは、＜１００＞優先配向領域内８に、結晶粒サイズが３０μｍ以下の＜２１２＞方位を有する相９が分散して含有されていることによる。【００９３】
（実施例５）
本発明の材料が結晶型太陽電池集電用インターコネクターとして優れた効果を有することを示すため、市販される結晶型太陽光パネルで使用される集電用インターコネクターの組織、及び機械的特性を調査した。【００９４】
組織と機械的特性とが損なわれないよう集電用インターコネクターには熱的、機械的負荷は、かかっていない。まず、太陽個パネルからウオータージェットを用いて、幅１０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの集電用インターコネクターの小片を集電用インターコネクターの周りの受光面側ガラスともに裏面プラスチックシートごとに切り出した、この剛体小片を、Ｎ−プロピルブロマイドに浸出して、集電用インターコネクターの周囲部材を溶解して、長さ１５０ｍｍの集電用インターコネクターを切り出した。【００９５】
切り出した集電用インターコネクターの組織は、後方弾性散乱電子線回折法（ＥＢＳＤ法：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ法）で測定し、評価された。ＥＢＳＤ法は、Ｘ線回折法と異なり、一つの面から３次元の結晶方位を解析することが可能である。金属テープ材料の結晶方位測定は、金属テープ材料の幅広面中央部を研磨して露出させ、コロイダルシリカを用いて最終仕上げ研磨を行った部分で実施された。また結晶方位測定は、８００μｍ×１６００μｍの領域を１〜４μｍの間隔毎に測定することにより実施された。金属テープ材料の厚さ方向と圧延方向（長さ方向）とに対して、結晶軸＜１００＞と結晶軸＜２１２＞とが、それぞれ±１５°以内の角度を有する方位にある点を、全測定点に対する割合（％）として定義した。測定領域が十分大きく、測定間隔が十分細かいため、これらの値から、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１及び＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２を求めることができる。金属テープ材料の０．２％耐力は、引張試験によって測定した。テープ材料の０．２％耐力、破断伸びは、引張試験機を使用して、評点間距離１００ｍｍ、引張速さ１０ｍｍ／ｍｉｎ．の条件で測定した。測定値は、測定した７本のテープ材料の測定値の平均値を採用した。【００９６】
以下の表５に、それぞれの集電用インターコネクターの＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１、＜２１２＞優先配向領域の面積率Ａ２、その総和Ａ１＋Ａ２、０．２％耐力、破断伸び率を示す。【００９７】
【表５】
2011115305.tif 000007
【００９８】
いずれの集電用インターコネクターも、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１は小さく、０．２％耐力は、本発明の範囲にある材料に比較して大きかった。また、破断伸びも低い値を示した。【００９９】
図４、並びに図５はそれぞれ、ＥＢＳＤの結果を解析して得た試料番号４６、並びに試料番号４９の集電用インターコネクターの幅広面内の組織を示す図である。視野の大きさは８００μｍ×１６００μｍであり、長辺方向は、集電用インターコネクターのＬ方向３である。また、短辺方向は、集電用インターコネクターのＷ方向５である。【０１００】
単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜１００＞優先配向領域８がグレー色で示される。単位格子の結晶軸＜１００＞が、テープ材料の厚さ方向に対して方位差１５°以内であり、更に金属テープ材料の長さ方向に対して方位差１５°以内である、＜２１２＞優先配向領域９が黒色で示される。それ以外の方位を向いている領域１０が白色で示される。更に結晶粒界１１が実線で示される。【０１０１】
試料番号４６は、本実施例で０．２％耐力が最も小さかった試料である。しかしながら、試料番号４６の０．２％耐力は、本発明の集電用インターコネクターの０．２％耐力に比較して大きい。これは、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が未発達で、大きな結晶粒が形成されていないためである。また、試料番号４９の試料は、＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１が最も大きかった試料である。しかしながら、試料番号４９の＜１００＞優先配向領域の面積率Ａ１は、が本発明の規定値に達していない。また、試料番号４９の結晶粒径は、試料番号４６の結晶粒径に比較しても小さくなっている。その結果、試料番号４９の０．２％耐力が高い値を示した。これは、ホールペッチの法則に従い、結晶粒界による変形の拘束により、降伏応力が大きくなった結果である。【０１０２】
実施例で調査された集電用インターコネクターは、全て多結晶体であった。試料番号４６の試料は、最も大きい幅広面内の結晶粒径を有したが、結晶粒径の円相当径が３００μｍ以下であった。これから、本発明の金属テープ材料は、太陽電池集電用インターコネクターとして特徴的な組織を有し、優れた機械的特性を有する材料ということができる。【０１０３】
【符号の説明】
【０１０４】
１  太陽電池セル
２  集電用インターコネクター
３  Ｌ方向
４  Ｄ方向
５  Ｗ方向
６  金属芯材
７  導電性接合剤
８  ＜１００＞優先配向領域
９  ＜２１２＞優先配向領域
１０  ＜１００＞優先配向領域、及び＜２１２＞優先配向領域を形成する領域以外の領域
１１  結晶粒界（大傾角粒界）
【図１】
2011115305.tif 000008
【図２】
2011115305.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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